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BIOLUMINISCENZA
consiglio direttivo della sua società. Una variante a queste
sono le fotoproteine, sintetizzate con dimensioni un po’ più
grandi e capaci di avvolgere e unire insieme la luciferina e
la luciferasi, in modo tale che, in presenza di ioni di calcio
opportunamente aggiunti alla reazione, siano emesse delle
sequenze di impulsi luminosi un po’ più brillanti ma con
durata e periodo inferiore a mezzo secondo, utilizzabili per
far luccicare liquidi e creme di vario tipo anche per usi non
medicali. In entrambi i casi, la reazione base bioluminescen-
te rimane comunque chimica, mentre le proteine aggiunte
introducono un processo fluorescen-
te, che serve a modificare la lunghezza
d’onda della radiazione emessa.
Vedere le molecole
BioLume conserva un’enorme collezio-
ne di codici genetici, nonché organi e
tessuti surgelati di tutte le specie animali
con caratteristiche bioluminescenti, la
stragrande maggioranza di esse costituita
dalle specie marine, ben poche terrestri
e nessun volatile. È associata al Carolinas
Photonics Consortium, che compren-
de una trentina di aziende specializzate
in ottica, fotonica e optoelettronica di-
slocate nello stesso parco tecnologico.
Nella visualizzazione medicale la BLI, o
BioLuminescent Imaging, costituisce un
metodo non invasivo per visualizzare dall’esterno ciò che
avviene dentro le cellule organiche e individuare a occhio
nudo l’esatta posizione dei tumori usando, per esempio,
l’enzima bioluminescente adatto a ogni specifica cellula
tumorale. Essendo un test innocuo, si può ripetere periodi-
camente per monitorare l’avanzamento delle terapie, senza
bisogno di usare i radioisotopi (sul-
la cui innocuità ancora si dibatte)
e, inoltre, può servire per osservare
da vicino anche le parti organiche
interne, con l’aiuto di una piccola
camera molto meno dispendiosa
rispetto a molte delle attuali tecni-
che di imaging intracorporeo. Per
esempio, nella laparoscopia che
implica interventi chirurgici all’ad-
dome senza apertura della parete
ma tramite una videocamera tu-
bolare e sottili strumenti chirurgici
introdotti attraverso piccoli fori, la
BLI è fondamentale per dare al chi-
rurgo una chiara visione delle aree da operare. Oltre a ciò,
BioLume produce il Lumoness, nella forma di una crema
cosmetica che può essere utilizzata per far brillare qualsiasi
tessuto organico in qualunque tonalità di colore. L’appli-
cazione di questa tecnologia agli usi non medicali è stata
ulteriormente sviluppata dalla divisione BioToy, che ha rea-
lizzato la pistola giocattolo SplashLight, che spruzza acqua
luminosa fino a un paio di metri di distanza e altri prodotti
similari come ad esempio dei rossetti luminosi.
Test a bioluminescenza
I prodotti realizzati da Bryan sono commercializzati sin-
golarmente dalla divisione NanoLight Technology, che si
occupa dello sviluppo applicativo della
bioluminescenza nella farmaceutica,
nell’agrochimica e nell’elaborazione di
nuove tecniche di test. Nella famiglia
NanoLights si trovano i vettori della luci-
ferasi e i vettori delle fotoproteine, men-
tre nella famiglia NanoFuels troviamo le
luciferine (fra cui la celenterazina), i re-
agenti e le proteine di luciferasi. Inoltre,
nella famiglia NanoFluors si trovano le
Green Fluorescent Protein (GFP) con
i loro vettori e infine nei NanoTools ci
sono degli anticorpi per usi specifici. La
divisione Beacon Biotechnology è stata
creata per approfondire l’ingegneriz-
zazione della bioluminescenza nei test
non finalizzati alla sola diagnostica me-
dicale ma anche per altri ambiti appli-
cativi. Le ricerche sono confluite nel BrightSPOT System,
che ha le dimensioni di una chiavetta USB, dove è montato
un sensore a bioluminescenza al quale basta un microlitro
di sangue o di qualsiasi altro liquido per effettuare ben 112
test diagnostici differenti. Ogni test mira a scatenare un
effetto bioluminescente noto, che viene istantaneamente
riconosciuto da un sensore d’im-
magine allegato e quindi identifi-
cato dal software che, infine, crea
un report con le caratteristiche
dettagliate della situazione mole-
colare riscontrata e lo trasferisce a
un computer o a uno smartphone.
La semplicità d’uso è tale da sug-
gerirne l’impiego anche da parte
del paziente stesso, che a casa pro-
pria può eseguire persino test sul
DNA e inviarli al medico curante.
Non è difficile comunque imma-
ginarne nuove applicazioni che
possano interessare Internet degli
oggetti, come ad esempio l’ispezione istantanea sul campo
di qualsiasi liquido si possa sospettare inquinante, tossico
o alterato eseguibile da tutti.
Fig. 3
– Nei laboratori BioLume sono sintetizzate
centinaia di luciferine e luciferasi con cui si può
generare bioluminescenza in tutti i colori del
visibile dal rosso al blu
Fig. 4
– Il sensore a bioluminescenza BrightSPOT System di
Beacon Biotechnology può eseguire 112 test immediati su un
solo microlitro di sangue
XI
LIGHTING 15 -
NOVEMBRE/DICEMBRE 2017